离子强度及pH对不同类型土壤中胶体释放的影响

采用实验室土柱纵向淋溶法,研究了离子强度及pH变化对常熟乌栅土原状、扰动土柱以及东北黑土、江西红壤扰动土柱土壤胶体释放的影响。结果表明离子强度变化对我国不同类型土壤胶体释放影响不同:淋洗液电解质为NaCl时,对于常熟乌栅土以及东北黑土,离子强度减小促进胶体的释放,反之抑制胶体的释放;对于江西红壤,离子强度变化对土壤胶体释放则不产生影响。淋洗液电解质为CaCl2条件下,土壤胶体的释放量低于淋洗液为NaCl,且离子强度变化对三种土壤胶体的释放均不产生明显影响。相同条件下,常熟乌栅土及东北黑土胶体释放量远远大于江西红壤,pH变化则对上述类型土壤胶体释放的影响不明显。研究结果有助于进一步阐明水化学条件的变化对我国不同类型土壤胶体释放的影响规律。     

土壤表面电荷与离子间的相互作用对可变电荷体系电导的影响

近年来, 电导在土壤研究中有着非常广泛的应用, 它可能作为揭示土壤胶体颗粒表面与离子之间相互作用的一种有效工具. 在该研究中, 将不同浓度的KNO3分别加入土壤胶体悬液和水体系后测定体系电导率和pH值, 研究了土壤表面电荷与离子间的相互作用对悬液电导的影响, 结果发现: 1) 随体系电解质浓度增加, 胶体表面可变负电荷的数量增加, 胶粒电导增加; 2) KNO3的水解使得加入的KNO3浓度越高, 悬液体系的pH值越低; 3) 决定可变电荷体系表面负电荷多少的关键并不是H+的活度的高低, 而是表面静电吸附中H+与盐基阳离子的相对竞争力的强弱, 即低的pH值并不一定导致表面负电荷数量降低; 4) 在研究电解质对可变电荷胶体表面电荷的影响时, 不能忽略离子水解对表面电荷性质影响的间接效应.     

介质粗糙度和铅污染对粘土矿物胶体运移的影响

土壤胶体在多孔介质中的运移受多种环境因素的影响,其中胶体特性和介质条件是决定胶体运移过程的关键因素.选取土壤体系中不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为实验材料,通过胶体对铅的吸附实验,制得被铅污染的胶体,利用室内砂柱模拟实验,分别研究了水洗和烘烤处理得到的表面粗糙度不同的石英砂介质条件下,污染与未污染的四种特性胶体在多孔介质中的迁移规律.结果表明:铅的存在降低了高岭石胶体和蒙脱石胶体在饱和多孔介质中的流动性;介质表面粗糙度会显著影响蒙脱石胶体的运移过程,而对高岭石胶体基本无影响;胶体粒径大小是决定胶体运移过程是否受介质表面影响的主要因素.     

模拟酸雨对砖红壤锰离子的影响

为了解酸雨对土壤锰离子迁移和释放的影响,对发育于玄武岩的华南砖红壤进行了pH值范围2.5～7.0的模拟酸雨淋洗土壤柱21d的室内试验。结果表明:酸雨的pH值和淋溶土壤的时间对土壤的锰离子迁移量和有效锰均有极显著影响;低pH值的酸雨淋溶会引起土壤中锰离子的大量淋失,酸雨淋溶土壤造成的锰离子淋失量随淋溶时间的增加而增加;酸雨淋溶土壤会使大量的非有效态锰转化为有效态而显著提高土壤的有效锰含量。因此,酸雨对土壤锰离子的迁移和释放有较大的影响。     

不同施肥方式下土壤颗粒稳定性及其对四环素吸附能力的影响

[目的]针对不同施肥方式的农田,分析土壤胶体的稳定性及其对四环素的吸附能力,探讨四环素在土壤中的胶体运移性变化。[方法]设置不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)和施用有机肥(OF)3种处理,湿筛沉降法筛分制备0.053~2 mm,0.002~0.053 mm和0.002 mm(土壤胶体)3个粒径组土壤颗粒,采用静置沉降和动态激光散射技术分析土壤颗粒的分散稳定性,探讨不同电解质条件下土壤胶体的凝聚动力学,用zeta电位测定仪测定不同电解质溶液下土壤胶体表面电位的变化。最后,通过吸附动力学和等温吸附试验分析不同粒径组土壤颗粒对四环素的吸附能力。[结果]CK处理中土壤胶体含量最高,且更容易凝聚,稳定性最差;施用有机肥显著提高了土壤中大颗粒(0.053~2 mm)含量,减少了土壤胶体的释放。土壤胶体临界凝絮浓度从大到小的处理分别为OF、NPK、CK。土壤颗粒对四环素的吸附能力在OF处理中最强;土壤胶体对四环素的吸附能力均远大于其他粒径的土壤颗粒和原土。[结论]施用有机肥更有利于土壤大颗粒的形成,未团聚土壤胶体粒级更小,zeta电位更负,在水体中稳定性更强,对四环素的吸附能力也更强。因此,施用有机肥可有效减少土壤中胶体的释放,并能提高胶体在水体中的稳定性及对污染物四环素的吸附,从而影响污染物四环素在土壤中的分布和迁移。     

介质pH及离子强度对纳米SiO2颗粒分散度的影响机制初探

【目的】分析介质pH及离子强度对纳米SiO_2(nSiO_2)颗粒分散度的影响。【方法】采用分散试验分析了不同介质pH和NaNO_3浓度对10nm nSiO_2颗粒分散度的影响,并通过多组分表面电荷调控模型理论及泊松-玻尔兹曼方程对影响机制进行了初步探讨。【结果】nSiO_2颗粒分散度随着NaNO_3浓度的增加而降低,但随着介质pH的升高而增加,并在pH 7.39以后逐渐趋于稳定;随着介质pH的增大,nSiO_2颗粒的表面电荷密度(σ)增加,但增加介质的离子强度及nSiO_2颗粒的粒径会逐渐降低σ。nSiO_2颗粒粒径的变化会导致其表面H+的分布发生改变,从而引起σ的变化。双电层结构的拟合结果表明,当双电层结构厚度与粒径比值(λD/Dp)0.2时,nSiO_2颗粒的σ主要受控于粒径大小,可忽略离子强度和pH的影响;当λD/Dp0.2时,nSiO_2颗粒的σ不仅受控于粒径大小,还与介质的离子强度和pH密切相关。【结论】nSiO_2颗粒的σ与粒径大小、介质的pH和离子强度密切相关。     

微生物在不同pH下对水稻土胶体中砷释放的影响

为探讨水稻土胶体与类金属砷（As）的生物地球环境行为,本研究对比分析了微生物在初始pH=3和初始pH=7的不同酸碱条件下对土壤胶体负载As释放的作用差异,并揭示其内在机制。结果表明：在pH=3条件下微生物作用相对较弱,对胶体悬液pH与Eh影响较小,与无菌对照组相比,溶液中Fe²⁺与As含量均有所提高,且释放的As主要为氧化态As（Ⅴ）;在pH=7条件下微生物活性较强,至28 d时可使胶体悬液pH升至8.12,Eh降至-55 mV,形成强还原环境,铁还原溶解量明显增多,Fe²⁺含量是无菌对照组的2.79倍,并且胶体中吸附态As随着Fe的还原溶解而释放,主要为还原态As（Ⅲ）。相关性分析表明,土壤胶体中As的释放与铁氧化物的还原转化有关,溶液中As释放量与Fe²⁺含量呈显著正相关关系,尤其在中性条件下As（Ⅲ）含量与Fe²⁺极显著正相关（r=0.798**,P<0.01）。研究表明,在中性环境条件下较强的微生物活性可提高土壤胶体中铁氧化物的异化还原,同时增强As的释放与转化。     

几种物理因素对四氧化三铁纳米颗粒在有机质存在条件下的饱和多孔介质中迁移持留行为的影响

近些年来,环境研究者对纳米颗粒的迁移性进行了部分研究,但是对环境稳定性低、反应活性高的金属氧化物工程纳米颗粒在多孔介质中的运移沉积行为的系统探讨还很不足,尤其是对其在有机质(NOM)存在条件下迁移行为的了解非常有限.本研究选用四氧化三铁磁纳米颗粒(MENPs)作为研究对象,采用填充柱淋溶实验法,对其在饱和多孔介质中的迁移持留行为展开探讨,其目的是考察几种主要介质环境物理因素对其在天然有机质存在条件下的纵向淋溶过程及其在介质中持留量的影响作用.结果显示,不利吸附条件下的MENPs集聚体在多孔介质中的吸附持留及迁移性能取决于多种合力的作用效果.其中,孔隙水流速增大时,MENPs 在多孔介质中的迁移性增强,持留性减弱,持留MENPs 在介质中的逐层分布随孔隙水流速改变而变化;而且,MENPs 在多孔介质中的迁移持留性与介质颗粒的表面物理性质也有关,天然有机质的存在一定程度上可以改善石英砂表面的异质性.另外,介质颗粒粒径大小也是影响MENP-介质间持留机制的重要因子.当多孔介质颗粒粒径大小改变时,MENPs穿透曲线及持留分布曲线随之变化明显,MENPs的吸附沉积机制也相应有所不同.     

土壤酸化的危害及原因——土壤酸化及酸性土壤调理剂(二)

<正>土壤酸化加剧土壤营养元素的淋溶和固定。由于酸性土壤中含有大量的铝离子和氢离子,而且,铝离子的吸附能力比盐基离子强得多。因此,由于土壤酸化在土壤中的盐基离子容易发生淋溶,pH值越低,这种影响越大。如果pH足够低,甚至土壤固相部分也可以被侵蚀。根据中国科学院南京土壤研究所进行的模拟酸雨对不同类型酸性土壤渗漏水中几种离子淋溶的试验测定,随着pH降低,土壤中的K、Na、Ca、Mg等离子的淋溶加剧。所以,酸性土壤中养分离子的淋溶是土壤肥力下降的重要原因之一。     

广州帽峰山常绿阔叶林森林生态系统水文环境效应

对帽峰山季风常绿阔叶林的穿透雨、树干径流和大气降水及地表总径流水的pH值和Pb、Cu、Cd、Hg、Zn等重金属平均质量浓度进行测定,分析森林对水文的环境效应。结果表明:常绿阔叶林的穿透雨和树干径流的pH平均值比大气降水高了约1个pH值单位,最高可达2.6个pH值单位。树干径流的pH平均值比穿透雨的pH平均值要高,说明树干径流对酸雨的中和效应更为明显。大气降水中重金属平均质量浓度基本是旱季大于雨季,5种重金属的平均质量浓度次序为ZnCuPbCdHg。与大气降水相比,穿透雨和树干径流的重金属总体变化是雨季呈降低趋势,变化幅度一般在8.13%～49.38%;但在旱季这一趋势刚好相反。穿透水、树干径流对大气降水的淋溶系数的大小排列为:PbCuCdHgZn。穿透雨淋溶系数都大于树干径流的淋溶系数,总体来说,穿透水对总金属元素的淋溶作用大于树干径流。     

旱地土壤培肥的研究

旱地田间定位试验结果表明:单施N、P化肥,能够明显地提高小麦产量,并可给耕层土壤积累一定数量的有机质和N素,增长幅度10％左右;单施有机肥虽能很快地培肥地力,但在增加产量上同化肥处于相当水平;有机肥配合化肥,既能大幅度地提高产量,又能快速、全面地培肥土壤,在实践中应大力倡导。当耕层土壤碱解N含量达90μg/g左右时,可能引起小麦倒伏。     

水田和旱地土壤交换性镁的特征差异

明确水田和旱地土壤交换性镁的供应能力及影响因素,为科学施用镁肥提供依据。通过对福建省漳州市诏安县400组不同利用方式的典型耕地土壤进行分析,研究水田、旱地2种土壤交换性镁供应能力的差异性及其机理。结果表明,全县土壤交换性镁平均含量仅为46.9 mg/kg,各乡镇间存在较大差异,其中土壤交换性镁平均含量最高的乡镇是桥东,平均含量达91.3 mg/kg,最低的乡镇是白洋,平均含量仅为17.9 mg/kg;水田土壤为51.9 mg/kg,旱地土壤为32.5 mg/kg,水田土壤交换性镁的供应能力高于旱地;稻—稻—菜水旱轮作方式的土壤交换性镁含量平均为70.58 mg/kg,稻—稻轮作方式为47.85 mg/kg,大豆—甘薯旱地轮作方式为28.91 mg/kg,不同耕作方式对土壤交换性镁供应能力有较大影响。进一步分析土壤交换性镁与理化性状关系得出,土壤交换性镁与有机质、阳离子交换量、黏粒、粉粒等呈极显著正相关(P<0.01),与砂粒含量呈极显著负相关。综合得出,诏安县土壤交换性镁含量处于较低水平,各乡镇间分布不平衡,且供应能力较弱,可能会影响作物正常生长,因此,合理增施镁肥,特别是旱地土...     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

土壤普查与数字土壤

“数字”听起来是枯燥的,然而运用数字技术打造的虚拟现实将展示给我们一个有声有色、真真切切、绚丽多彩的世界。本文浅谈一点对土壤普查、土壤分类和数字土壤的联想。1　土壤普查回顾农业是国民经济的基础,土壤是农业的基础。党和政府对土壤工作历来十分重视,早在1958年我国就作出“关于开展群众性土壤普查工作的指示”。在农业部的组织下,从1958年至1960年全国开展了轰轰烈烈的第一次土壤普查工作。经过3年的群众性普查,于1961年进行汇总整理,首次编制了《中华人民共和国农业土壤图》,《中国农业土壤肥力概图》,《中国农业土壤改良概…     

中国土壤系统分类中土族划分的典型研究

选择我国北亚热带地区归属湿润淋溶的２２个土壤剖面为研究对象,研究了中国土壤系统分类中土族的划分依据和指标,指出,土族的划分应以土壤本身的性质为依据,反映土壤理化性质并影响土壤利用管理的颗粒大小级别,矿物学类型和土壤温度级别是理想的土族分类标准;土族命名要以这些属性名称加在名称连续命名,以准确地反映土壤的性质和分类地位。     

土壤硫素状况及其测试法

本文综述了近年来国内外在土壤硫素营养领域的研究进展，包括土壤中全硫和有效硫的含量，土壤中硫的形态及其转化，影响土壤硫素有效性的主要因子，讨论了土壤中不同形态硫的各种测试方法，并比较其与作物生长的相关性。     

黑土区农田土壤节肢动物群落与土壤理化性质的关系

【目的】分析外源性碳、氮干扰下农田土壤动物群落特征和土壤主要性质之间的相互关系,探索外源性碳、氮转化与土壤动物相互作用。【方法】2011年5—9月,采用手拣法、改良干漏斗法（Modified Tullgren）和湿漏斗法（Baermann）对吉林黑土区不同外源碳、氮干扰处理小区,即0.5倍、1.0倍、1.5倍和2.0倍（C0.5、C1.0、C2.0、N0.5、N1.0、N1.5、N2.0）和对照小区（不施肥,CK）土壤节肢动物群落进行调查,并对土壤主要性质进行分析。【结果】研究时段,共收集到农田土壤节肢动物70 485头（未知111头）,隶属8纲20目3亚目87科（总科）。农田土壤节肢动物个体数、类群数、群落多样性受采样时间与外源碳、氮干扰影响显著（P＜0.01）。与对照小区（CK）相比,施入外源碳增加了土壤有机碳与全氮含量、土壤C/N值以及土壤节肢动物个体数、类群数与多样性,但施入外源氮仅使土壤全氮含量和土壤中小型节肢动物的个体数增加。土壤节肢动物个体数与类群数分别与研究区域土壤温度、土壤湿度、土壤有机碳以及土壤呼吸强度存在显著的相关关系。等节虫兆科和长足虻科与土壤温度和土壤全氮含量呈正相关性;中气门亚目、甲螨亚目和棘虫兆科与土壤有机碳和土壤呼吸强度呈正相关性。冗余分析显示,土壤温度、土壤湿度以及土壤C/N对黑土区农田节肢动物主要类群作用最显著,农田土壤节肢动物主要类群较好的解释了土壤主要理化性质的变化。【结论】农田土壤节肢动物群落组成与多样性与采样时间、干扰种类相关,并受土壤温度、土壤湿度和土壤C/N影响;农田土壤节肢动物是反映土壤主要性质变化的敏感指示物。     

数字土壤制图在土壤养分方面的研究综述

土壤是生态系统中重要的组成部分,土壤养分是衡量土壤肥力的重要指标。土壤制图则是对土壤养分空间分布特征的反映,绘制准确的土壤空间信息是农林信息化与可持续发展的必然要求。在过去的30年,土壤养分预测性制图在各个方面都取得了显著进展。介绍了数字土壤制图的理论基础,以及阐述土壤养分预测过程中的主要方法,包括传统土壤调查法、空间插值法、土壤-景观模型法、遥感影像法,并分析了当前在土壤制图研究中存在的主要问题,最后讨论了未来土壤养分制图的发展前景,旨在帮助人们了解土壤制图研究的现状,以期为土壤预测性制图的进一步研究提供参考。     

土壤和土壤矿物对氯磺隆的吸附

用批量法研究了人工合成的铁、铝氧化物以及砂页岩发育的红壤对氯磺隆的吸附。结果表明: 1)在相同的条件下,氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中的吸附量随其浓度的升高而增加,氯磺隆吸附量的顺序为:铁氧化物<铝氧化物<红壤; 2)氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中吸附量随pH值的升高而减小。这些情况均与矿物及其组成有关。